Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

18.7: Каталізатори

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    19323

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Автомобілі, що працюють на бензині, виділяють різні шкідливі матеріали. Оксиди азоту утворюються, коли атмосферний азот реагує з киснем при високих температурах, виявлених в двигуні автомобіля. Окис вуглецю є побічним продуктом неповного згоряння вуглеводнів. Випароване та невикористане паливо виділяє летючі вуглеводні в атмосферу, щоб допомогти сформувати смог. Наявність каталітичного нейтралізатора у вихлопній системі автомобіля змушує ці матеріали реагувати і перетворюватися на менш шкідливі продукти.

    Каталізатори

    Іноді певна речовина, додана до хімічної реакції, призведе до того, що ця реакція зазнає різкого збільшення швидкості. Перекис водню використовується як дезінфікуючий засіб для потертостей і порізів, і зустрічається в багатьох аптечних кабінетах у вигляді\(3\%\) водного розчину. Перекис водню природним чином розкладається з утворенням води і газу кисню, але реакція дуже повільна. Флакона перекису водню вистачить на кілька років, перш ніж його потрібно замінити. Однак додавання лише невеликої кількості оксиду марганцю (IV) до перекису водню призведе до його повного розкладання всього за лічені хвилини. Каталізатор - це речовина, яка збільшує швидкість хімічної реакції за рахунок зниження енергії активації, не витрачаючись у реакції. Після того, як реакція відбувається, каталізатор повертається в початковий стан; тому каталізатори можна використовувати знову і знову. Оскільки це ні реагент, ні продукт, каталізатор відображається в хімічному рівнянні, записуючи над стрілкою виходу.

    \[\ce{H_2O_2} \left( aq \right) \overset{\ce{MnO_2}}{\rightarrow} 2 \ce{H_2O} \left( l \right) + \ce{O_2} \left( g \right)\nonumber \]

    Каталізатор працює, змінюючи специфічний спосіб, в якому відбувається реакція, званий її механізмом. Важливим результатом від використання каталізатора є те, що загальна енергія активації реакції знижена (див. Малюнок нижче). При меншому енергетичному бар'єрі активації більший відсоток молекул реагентів здатний мати ефективні зіткнення, а швидкість реакції збільшується.

    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Додавання каталізатора в реакцію знижує енергію активації, збільшуючи швидкість реакції. Енергія активації некаталізованої реакції показана\(E_a\), а каталізована реакція показана шляхом\(E_a'\). Теплота реакції\(\left( \Delta H \right)\) незмінна наявністю каталізатора. (КУБ.СМ ПО-НК; К-12)

    Каталізатори є надзвичайно важливою частиною багатьох хімічних реакцій. Ферменти у вашому організмі діють як каталізатори природи, дозволяючи важливим біохімічним реакціям відбуватися з розумними темпами. Хімічні компанії постійно шукають нові та кращі каталізатори, щоб реакції йшли швидше і тим самим зробити компанію більш прибутковою.

    Резюме

    • Каталізатор - це речовина, яка збільшує швидкість хімічної реакції за рахунок зниження енергії активації, не витрачаючись у реакції.
    • Каталізатори є важливою частиною багатьох хімічних реакцій.